Bola型树形分子是一类中间为疏水片段,两端为亲水树枝状头基的两亲性树形分子。它同时结合了树形分子与Bola型两亲性分子的结构优势,不仅具有精确支化的分子结构、众多可修饰的表面基团,而且可以凭借其独特的Bola型两亲结构形成超分子自组装体。这种分子设计策略一方面可以改造疏水性片段和亲水树枝状头基来改进树形分子的特性,另一方面可以解决传统高代共价树形分子合成步骤繁琐、分离纯化困难等问题,降低合成难度,节约合成成本和时间。因而Bola型树形分子在基因传递、药物递送、组织修复等生物医学领域具有极大的应用潜力。基于此,本论文以中间疏水片段为烷基链,两端亲水头基为聚酰胺-胺树枝状分支结构的Bola型树形分子作为主体结构,对其末端基团进行衍生化,设计合成了一系列Bola型树形分子衍生物,并研究了它们的自组装性质和生物活性,期望为其在生物医药领域的应用奠定基础。在本论文工作中,我们首先合成了一系列Bola型树形分子,并在其末端通过共价偶联的方式引入核苷类抗癌药物吉西他滨,来构建了树形分子-药物缀合物I和II,并用~1H-,13C-和HRMS确认了其结构。随后我们通过测定临界聚集浓度、粒径、Zeta电位对其自组装性质进行了表征。此外,还探究了两亲性分子中疏水和亲水部分比例的改变对其自组装体性质的影响,实验结果表明该类缀合物的自组装特性随着中间疏水碳链长度的变化而变化。其中,中间碳链长度为16的I-3表现出最优的自组装特性,能够在水中自组装形成稳定的纳米粒子。接下来我们研究了目标衍生物I-3的体外释药特性,发现吉西他滨能在p H=5.0和木瓜蛋白酶的作用下从Bola型树形分子-吉西他滨缀合物中持续释放出来。更重要的是,通过研究缀合物的抗肿瘤活性和细胞摄取途径,我们发现该缀合物是通过内吞作用进入细胞,不受核苷转运蛋白的影响,其在肿瘤细胞Panc-1和Hep G2上的抗细胞增殖活性也因此显著增强。进一步的机制研究表明缀合物I-3可以通过诱导癌细胞凋亡抑制癌细胞生长,同时即使在结构中含有疏水长链,也不会干扰细胞膜对其造成明显损伤而引起细胞坏死。因此,Bola型树形分子-吉西他滨缀合物有潜力作为自组装前药纳米递送系统改善吉西他滨的药代动力学特性并提高其抗癌疗效。同时我们还将甘露糖修饰于Bola型树形分子表面,合成了Bola型糖树形分子III和IV,随后对其自组装性质进行了表征。实验结果表明该类化合物的自组装特性会受亲水头基数量和疏水碳链长度的影响而改变,且前者改变对其自组装性质的影响更大。鉴于糖与糖结合蛋白质（凝集素）的相互作用在细胞生长调节、分化、粘附等多种生物过程中产生着重要影响,Bola型糖树形分子有望在结构和功能上模拟天然多糖,通过“糖簇效应”提高糖与凝集素相互作用的强度和特异性。因此,接下来我们通过浊度实验研究了Bola型糖树形分子III和IV与凝集素之间的相互作用,实验结果表明两类目标衍生物都能与植物凝集素刀豆蛋白A（Con A）产生强烈的多价相互作用,形成交联复合物引起样品溶液吸光度增加,并呈浓度依赖性增强。而在加入竞争性抑制剂后吸光度显著降低,说明该特异性相互作用是可逆的。此外,我们还探究了该类Bola型糖树形分子结构中的疏水碳链长度、甘露糖配体密度以及分子整体结构对其与凝集素相互作用性质的影响,发现随着树形分子代数的增加,末端甘露糖配体密度的增大,更有利于增强“糖簇效应”来促进与Con A之间的相互作用。更重要的是,细胞毒性实验证明了Bola型糖树形分子在高浓度下对正常细胞L929仍无明显毒性。因此,Bola型糖树形分子有望作为安全低毒的新型多价聚糖,凭借高表面糖密度,利用“糖簇效应”增强与凝集素的结合,成为研究糖与凝集素结合的有力工具,具有广阔的应用前景。综上所述,我们发展了一系列Bola型树形分子衍生物,它们能够自组装形成纳米自组装体,并具有良好的生物活性,为Bola型树形分子在生物医学领域的应用开辟了新的发展方向。